本發(fā)明涉及一種空氣質(zhì)量系統(tǒng)，特別涉及一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的不斷提高，空氣污染問(wèn)題日益受到重視并急需解決。如何對(duì)繁雜而龐大的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析和處理已經(jīng)成為一個(gè)重要的問(wèn)題。從每次空氣質(zhì)量報(bào)告中，可以看到我國(guó)有些地區(qū)的空氣污染情況不容忽視，同時(shí)，從手機(jī)app市場(chǎng)，我們可以看到關(guān)于環(huán)境監(jiān)測(cè)的app日益增多，人們對(duì)空氣質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)注也顯著提高。但是，目前的空氣質(zhì)量管理系統(tǒng)沒(méi)有很好的關(guān)注數(shù)據(jù)可視化，不能夠直觀的展示對(duì)用戶有益的數(shù)據(jù)，也是當(dāng)前急待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供了一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，基于平行坐標(biāo)、日歷圖、時(shí)間序列圖和gis百度地圖信息技術(shù)處理的可視化技術(shù)設(shè)計(jì)，較好地對(duì)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、分析處理。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)站點(diǎn)和城市實(shí)時(shí)獲取其對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量污染程度的顆粒物(pm2.5)、可吸入顆粒物(pm10)、so2、no2、o3和co；

數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)城市主鍵計(jì)算其對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)(aqi)、pm25_24h、pm10_24h、so2_24h、no2_24h、co_24h、o3_8h和o3_24h，其中，

其中：i為分空氣質(zhì)量指數(shù)，即aqi，輸出值；c為污染物濃度，輸入值；clow小于或等于c的濃度限值，常量；chigh大于或等于c的濃度限值，常量；ilow對(duì)應(yīng)于clow的指數(shù)限值，常量；ihigh對(duì)應(yīng)于chigh的指數(shù)限值，常量；在獲得各個(gè)分空氣質(zhì)量指數(shù)后，然后根據(jù)公式(2)計(jì)算獲得空氣質(zhì)量指數(shù)：

aqi＝max{iaqi1，iaqi2，……，iaqin}(2)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)備用，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)有城市信息數(shù)據(jù)表、站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)表、城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表和站點(diǎn)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表；

城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)線條展示模塊，根據(jù)城市名稱、開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間獲取對(duì)應(yīng)的城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)展示圖，使用平行坐標(biāo)的方式，對(duì)比每種污染物在一個(gè)星期內(nèi)，每小時(shí)的變化趨勢(shì)走向，然后通過(guò)求取平均值的方式，通過(guò)城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)展示模塊展示，得到各污染物之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)地圖展示模塊，通過(guò)aqi著色和pul兩種著色標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可視化圖形的著色，通過(guò)內(nèi)置的gis地圖數(shù)據(jù)，在地圖上通過(guò)不同著色顯示對(duì)應(yīng)的城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)信息；

城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)日歷展示模塊，獲得數(shù)據(jù)后，根據(jù)aqi著色標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置相應(yīng)的顏色，對(duì)日歷圖下方的單選按鈕進(jìn)行js事件監(jiān)聽，選擇不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)，將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)的值渲染到日歷圖中。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的城市信息數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：號(hào)碼(主鍵)、城市名稱、經(jīng)度和維度，所述號(hào)碼(主鍵)逐增1排序；所述的站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：號(hào)碼(主鍵)、站點(diǎn)名稱和城市名稱，所述號(hào)碼(主鍵)逐增1排序，且通過(guò)城市名稱與所述的城市信息數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的城市信息數(shù)據(jù)表中初始化356條信息，涉及356個(gè)城市名稱及其對(duì)應(yīng)的經(jīng)度和維度數(shù)據(jù)。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)表中初始化1437條信息，涉及1437個(gè)站點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的城市名稱。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：城市名稱、aqi、pm2.5、pm25_24h、pm10、pm10_24h、so2、so2_24h、no2、no2_24h、co、co_24h、o3、o3_8h和o3_24h。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的站點(diǎn)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：站點(diǎn)名稱、aqi、pm2.5、pm25_24h、pm10、pm10_24h、so2、so2_24h、no2、no2_24h、co、co_24h、o3、o3_8h和o3_24h。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，pul著色標(biāo)準(zhǔn)中淺灰代表co，淺綠代表o3，深藍(lán)代表no2，棕色代表so2，黑色代表pm10，深灰代表pm2.5。

作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)地圖展示模塊，利用百度地圖接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，調(diào)用后端api接口獲得站點(diǎn)和城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，在程序中通過(guò)回調(diào)方法進(jìn)行取得每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度，將每個(gè)具體點(diǎn)在網(wǎng)頁(yè)上顯示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的有益效果如下：

1、本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，基于平行坐標(biāo)、日歷圖、時(shí)間序列圖和gis百度地圖信息可視化技術(shù)手段處理，較好地對(duì)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、分析處理，可以為管理部門提供決策支持。

2、本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高維數(shù)據(jù)可視化，通過(guò)使用平行坐標(biāo)的方式將高維數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來(lái)；讓人們可以非常清楚看到可視化的效果，便于更快速，更準(zhǔn)確的分析原始數(shù)據(jù)。

3、本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間信息可視化，利用gis百度地圖，將全國(guó)城市某一時(shí)刻空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)顯示出來(lái)；讓這些數(shù)據(jù)更直觀的為科研或決策者服務(wù)。

4、本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)序信息可視化，通過(guò)使用時(shí)間序列圖，將某個(gè)城市在一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)項(xiàng)變化顯現(xiàn)出來(lái)。

5、基于本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)可以進(jìn)行超標(biāo)污染物分析：通過(guò)對(duì)比日歷圖，可以獲得主要和超標(biāo)污染物情況；基于本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)還可以進(jìn)行多地域空氣情況對(duì)比分析，通過(guò)在某一城市的相同時(shí)刻查看所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況，分析獲得結(jié)論。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊框圖。

圖2使用本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的對(duì)2016年1月1日-7日的pm10變化趨勢(shì)監(jiān)測(cè)圖。

圖3使用本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的對(duì)2016年1月1日-7日的pm2.5變化趨勢(shì)監(jiān)測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面通過(guò)附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但是應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明的范圍。

參見圖1，本發(fā)明公開了一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)線條展示模塊，城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)地圖展示模塊和城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)日歷展示模塊。

其中，數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)站點(diǎn)和城市實(shí)時(shí)獲取其對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量污染程度的顆粒物(pm2.5)、可吸入顆粒物(pm10)、so2、no2、o3和co；具體參見表1，

表1監(jiān)測(cè)污染物

數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)城市主鍵計(jì)算其對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)(aqi)，pm25_24h、pm10_24h、so2_24h、no2_24h、co_24h、o3_8h和o3_24h，其中，

其中：i為分空氣質(zhì)量指數(shù)，即aqi，輸出值；c為污染物濃度，輸入值；clow小于或等于c的濃度限值，常量；chigh大于或等于c的濃度限值，常量；ilow對(duì)應(yīng)于clow的指數(shù)限值，常量；ihigh對(duì)應(yīng)于chigh的指數(shù)限值，常量；在獲得各個(gè)分空氣質(zhì)量指數(shù)后，然后根據(jù)公式(2)計(jì)算獲得空氣質(zhì)量指數(shù)：

aqi＝max{iaqi1，iaqi2，……，iaqin}(2)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)備用，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)有城市信息數(shù)據(jù)表、站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)表、城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表和站點(diǎn)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表。城市信息數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：號(hào)碼(主鍵)、城市名稱、經(jīng)度和維度，所述號(hào)碼(主鍵)逐增1排序；所述的站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：號(hào)碼(主鍵)、站點(diǎn)名稱和城市名稱，所述號(hào)碼(主鍵)逐增1排序，且通過(guò)城市名稱與所述的城市信息數(shù)據(jù)表進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)。本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例中，城市信息數(shù)據(jù)表中初始化356條信息，涉及356個(gè)城市名稱及其對(duì)應(yīng)的經(jīng)度和維度數(shù)據(jù)。站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)表中初始化1437條信息，涉及1437個(gè)站點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的城市名稱。城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：城市名稱、aqi、pm2.5、pm25_24h、pm10、pm10_24h、so2、so2_24h、no2、no2_24h、co、co_24h、o3、o3_8h和o3_24h。其中，pm25_24h、pm10、pm10_24h、so2、so2_24h、no2、no2_24h、co、co_24h、o3和o3_24h表示對(duì)應(yīng)污染物24小時(shí)的平均值，o3_8h表示o3的8小時(shí)平均值。站點(diǎn)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)表包括數(shù)據(jù)項(xiàng)：站點(diǎn)名稱、aqi、pm2.5、pm25_24h、pm10、pm10_24h、so2、so2_24h、no2、no2_24h、co、co_24h、o3、o3_8h和o3_24h。

城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)線條展示模塊，根據(jù)城市名稱、開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間獲取對(duì)應(yīng)的城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)展示圖，使用平行坐標(biāo)的方式，對(duì)比每種污染物在一個(gè)星期內(nèi)，每小時(shí)的變化趨勢(shì)走向，然后通過(guò)求取平均值的方式，通過(guò)城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)展示模塊展示，得到各污染物之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)地圖展示模塊，通過(guò)aqi著色和pul兩種著色標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可視化圖形的著色，通過(guò)內(nèi)置的gis地圖數(shù)據(jù)，在地圖上通過(guò)不同著色顯示對(duì)應(yīng)的城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)信息。其中，pul著色標(biāo)準(zhǔn)中淺灰代表co，淺綠代表o3，深藍(lán)代表no2，棕色代表so2，黑色代表pm10，深灰代表pm2.5。本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例中，城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)地圖展示模塊，利用百度地圖接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，調(diào)用后端api接口獲得站點(diǎn)和城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，在程序中通過(guò)回調(diào)方法進(jìn)行取得每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度，將每個(gè)具體點(diǎn)在網(wǎng)頁(yè)上顯示。

城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)日歷展示模塊，獲得數(shù)據(jù)后，根據(jù)aqi著色標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置相應(yīng)的顏色，對(duì)日歷圖下方的單選按鈕進(jìn)行js事件監(jiān)聽，選擇不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)，將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)的值渲染到日歷圖中。

使用本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，基于2016年01月01日到2016年01月31日每小時(shí)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析處理得到：

(1)使用本發(fā)明系統(tǒng)一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)中的城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)線條展示模塊分得出的pm2.5、pm10、so2、no2、o3和co一周的變化趨勢(shì)圖，容易推到出：no2和o3以及so2和o3之間，存在著明顯的x型分布，所以它們之間是存在著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這也是與化學(xué)原理符合的，強(qiáng)氧化劑o3與so2和no2是會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的。pm2.5和pm10之間是存在強(qiáng)線性關(guān)系，這是因?yàn)閜m2.5指的是空氣中顆粒物小于直徑2.5um,而pm10指直徑小于10um的不可吸入顆粒物，所以pm10是包含pm2.5的。參見圖2和圖3，圖2使用本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的對(duì)2016年1月1日-7日的pm10變化趨勢(shì)監(jiān)測(cè)圖。圖3使用本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的對(duì)2016年1月1日-7日的pm2.5變化趨勢(shì)監(jiān)測(cè)圖。

(2)使用本發(fā)明系統(tǒng)一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)中，為了能夠分析出不同地區(qū)和時(shí)間段的首要污染物和超標(biāo)污染物，根據(jù)需要選擇不同城市和時(shí)間段。從日歷圖中，可以清楚地看到每個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)的分布情況，只需要依次和aqi的分布情況進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)其和aqi分布最為相似時(shí)，則為首要污染物，當(dāng)其大部分顏色不為黃或綠時(shí)，則為超標(biāo)污染物。

(3)使用本發(fā)明系統(tǒng)一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)中，通過(guò)選擇不同時(shí)間段和地域的空氣質(zhì)量情況，在gis百度地圖中顯示出具體城市的每個(gè)具體站點(diǎn)信息，進(jìn)行多地域空氣質(zhì)量對(duì)比分析。

本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高維數(shù)據(jù)可視化[，通過(guò)使用平行坐標(biāo)的方式將高維數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來(lái)；讓人們可以非常清楚看到可視化的效果，便于更快速，更準(zhǔn)確的分析原始數(shù)據(jù)。本發(fā)明的一種空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間信息可視化，利用gis百度地圖，將全國(guó)城市某一時(shí)刻空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)顯示出來(lái)；讓這些數(shù)據(jù)更直觀的為科研或決策者服務(wù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。